天问一号着陆火星也有恐怖七分钟么其实不是

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年7月23日下午,我国首个自主的火星探测任务“天问一号”从海南文昌发射场,搭乘长征五号遥四火箭顺利发射升空,奔赴火星。

01发射之后发生了什么?

7月24日,天问一号环绕器上的火星能量粒子分析仪(航天科技集团五院所和中国科学院近代物理研究所联合研制)成功开机。这是13个火星任务主载荷里首个开机工作的科学载荷。

7月27日,天问一号探测器在飞离地球约万公里处回望地球,利用光学导航敏感器对地球、月球成像,获取了地月合影。

图源:航天科技集团

8月2日7时,在太空中飞行约个小时的天问一号探测器启动N发动机工作20秒,顺利完成第一次轨道中途修正(TCM1),继续飞向火星。

8月19日22时20分起,环绕器上火星磁强计、矿物光谱分析仪、高分辨率相机、中分辨率相机等科学载荷依次完成自检,确认设备状态正常。

据航天科技集团的消息,天问一号后续计划在9月份进行第二次轨道中途修正(TCM2),确保探测器在预定轨道准确飞行。

飞往火星的途中,天问一号计划执行4次轨道修正(微调)和1次深空机动(大调),路上总计花费约6个半月时间。

02抵达火星附近之后做什么?

天问一号计划在一次任务中实现“环绕、着陆、巡视”三大目标,首先需要完成的就是“环绕”。待到年2月,天问一号在抵达火星附近之后需要通过“刹车”减速(近火制动),被火星引力捕获,进入环火星轨道。

不过,天问一号并不会在入轨之后立刻分离着陆装置,而是和NASA的海盗号任务相似,让环绕器先经过一段时间的火星停泊轨道探测,实际考察了着陆区之后再释放着陆装置。可以说是非常谨慎了。

天问一号会在火星停泊段对着陆区进行进一步考察。改编自:参考文献[1]

经过2-3个月的在轨运行,调整好轨道,确认了着陆区状况之后,天问一号环绕器将在年4月之后释放着陆巡视组合体。

03“恐怖七分钟”?对,也不对

从进入火星大气层,到着陆火星表面,探测器需要经过一段艰险异常的路程。天问一号的着陆巡视组合体也必须经历这段严酷的考验。

人们常常把这段路程成为“恐怖七分钟”甚至“死亡七分钟”,但其实不一定。

对的地方在于:恐怖确实是恐怖的。着陆过程不仅复杂艰险,而且由于信号延迟和屏蔽,无法得到地面站的支援,一切都要靠探测器自主完成。迄今为止的火星着陆任务近一半折戟于此。

不一定的地方在于:不一定是七分钟。

事实上,目前的火星着陆任务绝大多数是抵达火星后直接着陆的,即使是欧空局的痕量气体轨道器(TGO),也是在抵达火星后先扔下斯基亚帕雷利着陆器,然后才进入环火星轨道的。这就意味着,这些着陆任务在进入火星大气层的时候速度更大,着陆过程所需的时间也更短。

典型的“恐怖七分钟”案例洞察号,进入火星大气层时速度约5.5km/s▼

洞察号着陆时序。汉化自:[2]

但并不是所有的火星着陆任务都这样。如果是先减速进入环火星轨道,然后再分离着陆的话…显然,着陆任务进入大气层的速度会降低不少。以NASA的海盗号任务为例,海盗号是先环绕器进入环火星轨道,对着陆区进行了一个多月的考察之后,才择机释放的着陆器。在这种情况下,海盗号着陆器进入火星大气层的速度是4.6km/s,比洞察号低了16%。这段着陆过程花了多久呢?大约10分钟[3]。

海盗号着陆时序。来源:NASA《海盗号任务手册》[3]

那同样采用先环绕器入轨,再择机释放着陆装置的天问一号呢?按目前公布的时序来看,天问一号着陆巡视组合体进入大气层的速度约4.8km/s,整个着陆过程大约需要8分钟。

这是天问一号的“恐怖八分钟”▼

来源:果壳

04参考文献

[1]YePJ,SunZZ,RaoW,etal.MissionoverviewandkeytechnologiesofthefirstMarsprobeofChina.SciChinaTechSci,,60:–,doi:10./s---5

[2]WhattoExpectWhenInSightLandsonMars




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